某小型水库初步设计报告本科论文.docx
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某小型水库初步设计报告本科论文
陆家冲水库特性表
序号
指标名称
单位
实施前
实施后
备注
一
水文
1
坝址以上流域面积
km2
0.54
0.54
2
坝址以上干流长度
km
1.36
1.36
3
坝址以上干流坡降
‰
19.0
19.0
4
多年平均降雨量
mm
1335.8
1335.8
5
设计洪峰流量
m3/s
4.0
4.0
P=5%
6
校核洪峰流量
m3/s
5.9
5.9
P=0.5%
7
洪水总量
设计洪水总量
万m3
8.32
8.32
P=5%
校核洪水总量
万m3
12.85
12.85
P=0.5%
二
水库
1
水库水位
设计洪水位
m
94.93
94.93
P=5%
校核洪水位
m
95.08
95.08
P=0.5%
正常蓄水位
m
94.55
94.55
死水位
m
89.88
89.88
2
水库库容
总库容
万m3
26.70
26.70
设计水位库容
万m3
25.23
25.23
正常库容
万m3
21.81
21.81
兴利库容
万m3
21.74
21.74
死库容
万m3
0.07
0.07
5
调节特性
年
年
三
下泄流量
1
设计洪水时最大泄流量
m3/s
0.88
0.88
P=5%
2
校核洪水时最大泄流量
m3/s
1.43
1.43
P=0.5%
四
工程效益指标
1
保护耕地面积
亩
1100
1100
2
灌溉面积
亩
700
700
五
主要建筑物
1
挡水建筑物
型式
均质土坝
均质土坝
地基岩性
砂岩
砂岩
地震基本烈度
度
Ⅵ
Ⅵ
设防烈度
度
6
6
坝顶高程
m
97.0
97.0
最大坝高
m
7.49
7.49
坝顶长度
m
56.6
56.6
坝顶宽度
m
2.31
3.00
2
泄水建筑物
型式
溢洪道
溢洪道
地基岩性
砂岩
砂岩
溢流堰型式
宽顶堰
宽顶堰
堰顶高程
m
94.55
94.55
堰顶宽度
m
2.5
2.5
消能方式
消力池
消力池
3
输水建筑物
地基岩性
砂岩
砂岩
启闭型式
卧管
卧管
涵洞结构型式
圬工箱涵
箱涵
涵洞断面尺寸
m
0.5×0.5
1.0×1.7
涵洞长度
m
36
36
1综合说明
1.1概述
陆家冲水库属湘江水系*水支流贺家河,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养殖等综合利用的小(Ⅱ)型水利工程。
枢纽坐落在**市五里牌办事处**村,地理位置为东经114°50′26.41″,北纬27°27′07.09″,水库控制集雨面积0.54km2,坝址以上干流长度1.36km,干流平均坡降19.0‰。
陆家冲水库由大坝、溢洪道、输水涵管组成。
水库大坝为均质土坝,坝顶高程97.0m,最大坝高7.49m,坝顶轴长56.6m,坝顶宽2.31m,正常水位94.55m,设计洪水位94.93m,校核洪水位25.23m;溢洪道为无闸控制正槽宽顶堰,堰宽2.5m,控制段长12.5m,现状无泄槽段,设计新开泄槽段长9.81m,陡坡段后接消力池及尾水渠,消力池宽2.5m,长5.5m,深0.6m;放水涵管现状为圬工箱涵,高0.5m,宽0.5m,由卧管控制,该涵管长年失修,现已破损漏水。
陆家冲水库总库容26.70万m3,正常库容25.23万m3。
水库防洪保安耕地面积1100亩,保护下游**村及白洋渡村2200余人。
该水库为小(Ⅱ)型水库,工程等别属Ⅴ等工程,主要建筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级;其设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为200年一遇。
大坝目前存在以下问题:
a、大坝坝体、坝体与坝基接触渗漏;
b、涵管漏水严重,引起内坡塌陷;
c、内坡护坡块石损毁严重,导致内坡淘刷;
d、坝脚无排水设施;
e、无管理站房属危房、无防汛公路;
f、白蚁危害严重。
水库大坝存在的上述问题已对大坝安全构成了严重威胁,对下游0.22万人及0.11万亩农田构成严重威胁,一旦失事,将会造成巨大的人员、经济损失,影响社会的稳定。
2012年6月,由**市水利局对大坝进行了安全认定,结论为三类坝。
1.2洪水
(1)等级及标准
陆家冲水库为小(Ⅱ)水库。
按《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》(SL252-2000)、《防洪标准》(GB50201-94),本工程为四等工程,主要建筑物等级为5级,次要建筑物为5级。
设计洪水标准20年一遇,校核洪水标准200年一遇。
(2)暴雨洪水复核
采用《湖南省暴雨洪水查算手册》(1984年)查算。
复核结果如下表:
重现期(年)
24小时点雨量
(mm)
24小时面雨量
(mm)
洪峰流量
(m3/s)
洪水总量
(万m3)
20
184
184
4.0
8.32
200
268
268
5.9
12.85
(3)洪水调节复核
洪水调节复核结果如下表:
年现期(年)
起调水位(m)
洪水位(m)
泄流量(m3/s)
20
94.55
94.93
0.88
200
94.55
95.08
1.43
(4)坝顶高程
按《碾压式土石坝设计规范SDJ218-84》,复核得正常运用和非常运用所需最低安全坝顶高程分别为95.96、95.67m,低于现有坝顶高程97.0m,坝顶高程满足规范要求。
(5)溢洪道导墙顶高程及泄槽复核
按《SDJ341-89》规定计算需要溢洪道导墙顶高程应为95.08m,现有溢洪道导墙顶高程97.0m,满足规范要求。
1.3工程地质
1.3.1坝体的工程地质问题及评价
陆家冲水库属丘陵地貌。
枢纽上游为丘陵区,地表高程在90~155m之间,地形起伏较大,地表为第四系残坡积层所覆盖,坝左端为第四系残坡积层图覆盖,坝右端可见基岩出露。
山坡的坡度一般为25~35°,库区内植被较茂盛,主要有草本植物、灌木及乔木。
大坝填土多来自附近山坡的残坡积物,其成份主要为棕黄色亚砂土、砂土,碎石含量多,土料质量较差。
根据野外工程地质测绘、调查分析发现:
陆家冲水库大坝填土成分主要为亚砂土,黄色、棕黄色。
填土质量均一,夯压不密实,其渗透系数平均值Kh=7.4×10-4cm/s,Kv=8.2×10-4cm/s,其防渗性能较差,为中等透水区。
该坝人工堆积土体含水量中等,局部含水量较高,干密度中等,局部较高,压缩系数较低,防渗性能较差。
1.3.2坝基的工程地质特征及评价
大坝坝基出露地层为白垩系下统东井组(K1S),岩性为紫红色泥质砂岩夹棕黄色灰质砂岩、灰质页岩,中-中厚层状,其次为第四系残坡积层及冲积层,坝基岩石节理裂隙发育一般,透水率一般小于10Lu,为弱透水区。
坝体与坝基由于填筑时未设置防渗齿槽,存在接触渗漏。
1.3.3结论及建议
1、通过本次勘察陆家冲水库存在以下问题
1)坝址岩层为白垩系下统东井组砂岩、页岩、砂质灰岩,坝型为均质土坝,坝体主要由含砾、砂土填筑而成。
人工堆积土体填筑质量较差,夯压不密实,结构不均匀,防渗性能较差,透水性中等。
2)坝基、坝肩地段岩石节理裂隙发育一般,裂隙中有泥质充填,未相互切割贯通,透水性较弱。
但坝体与坝基之间存在腐殖层,空隙大,存在接触渗漏。
3)溢洪道结构不完善,无泄槽段和消力池,控制段侧墙局部破坏,需修补完善。
4)放水涵洞施工质量差,渗漏严重。
5)内外坡未整坡,无排水设施。
2、建议
①建议对大坝坝体及坝体与坝基接触带进行防渗处理。
②建议大坝开挖,重建输水涵管。
③建议溢洪道整修完善。
④建议整修大坝内外坡,新建外坡导滤设施。
⑤防汛公路改造800m。
⑥兴建水库大坝观测和库区水文观测设施。
⑦在水库未除险加固前,请水库管理单位制定好水库应急度汛方案,并严格执行,确保水库大坝安全。
1.4除险加固设计内容
根据大坝安全鉴定结论、本次洪水计算、地质勘察成果和现状情况,针对大坝存在的问题,提出处理措施,并作方案比选后,确定本次陆家冲水库除险加固初步设计的主要内容见表1-1:
表1-1
陆家冲水库除险加固工程情况表
序号
项目名称
存在隐患
处理方案
1
大坝
坝体、坝体与坝基接触面渗漏,无排水棱体,无护坡
土工膜加截渗墙防渗,内坡六棱块护坡;外坡草皮护坡;新建排水棱体。
2
溢洪道
无泄槽段和消力池,控制段侧墙局部破坏,需修补完善。
需修补完善。
3
输水涵洞
漏水严重
大坝开挖,重建箱涵,卧管启闭。
4
防汛设施
无防汛仓库。
新建防汛仓库。
5
观测设施
无水文、位移、渗流观测设施
增设水文观测设施。
1.5工程管理设施设计
1.5.1生产、生活设施
根据水库办公、生产用房现状,新建防汛仓库50m2。
1.5.2交通设施
水库上坝防汛公路防汛公路1.2公里,路基狭窄,路面坑坑洼洼,车辆通行困难,防汛抢险十分困难,拟整修防汛公路。
1.5.3观测设施
为加强大坝安全监测,增设大坝水文观测水尺。
1.6施工组织设计
工程施工交通方便,水源、电源可靠,面积场地,施工场地较宽敞,当地建材易于采购。
施工洪水采用枯水期5年一遇的洪水标准,施工围堰布置在涵管进口处,采土石围堰,堰顶宽1m,边坡1:
1.5,围堰高2.0m。
本工程主要辅助施工场地有:
钢筋加工厂、木材加工厂、水泥仓库、施工机械停放、保养场、土石料堆放场及供水供电设施和生活营区、土石弃料场等。
本次除险加固工程主要工程量:
水库枢纽除险加固工程主要包括土石方工程、混凝土工程、防渗灌浆工程等。
其主要工程量为:
开挖土方2896m3,土方回填2612m3,反滤垫层及砂石垫层176m3,浆砌石74m3,混凝土380m3,干砌石208m2,草皮护坡791m2,土工膜1136m2,坝面平整1939m2,共消耗钢筋6t,水泥101T,块石339m3,河砂260m3,卵石457m3,人工0.96万工时。
除险加固施工工期为6个月。
1.7环境保护
本次除险加固其有利影响是明显的、主要的,既不抬高库水位,也不增加下泄流量,不会对库区增加不利影响。
从生态环境保护的角度看,本工程属无污染型工业,没有制约本工程的环境影响问题。
本次施工期对区域的自然环境、生态环境也将产生一定的不利影响,其主要表现为以下几个方面:
(1)工程施工对区域水体水质、空气质量、声环境造成一定的污染,但工地地处农村,不会造成危害。
(2)工程施工期由于施工人员聚集、易导致传染病的流行。
(3)工程施工区局部地段由于施工导致部分地表植被破坏、造成地表新的岩土裸露、将产生新的水土流失,本次除险加固将对此进行治理。
为减免实施本工程给环境造成的不利影响必需采取施工期环境保护措施,水库除除险加固环境保护总投资2.83万元。
1.8水土保持
按《开发项目水土保持方案技术规定》规定,结合本工程建设及生产运行的特点,本工程新增
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